الترموستات هو نوع من جهاز تنظيم درجة الحرارة التلقائي، وعادة ما يحتوي على مكون استشعار درجة الحرارة، عن طريق التوسع أو الانكماش لتشغيل وإيقاف تدفق سائل التبريد، أي ضبط الماء تلقائيًا في المبرد وفقًا لدرجة حرارة سائل التبريد، وتغيير نطاق دوران سائل التبريد، لضبط قدرة تبديد الحرارة لنظام التبريد.
منظم الحرارة الرئيسي للمحرك هو منظم حرارة من نوع الشمع، والذي يتم التحكم فيه بواسطة البارافين من الداخل من خلال مبدأ التمدد الحراري والانكماش البارد للتحكم في دوران سائل التبريد. عندما تكون درجة حرارة التبريد أقل من القيمة المحددة، يكون البارافين المكرر في جسم استشعار درجة حرارة منظم الحرارة صلبًا، وصمام منظم الحرارة تحت تأثير الزنبرك لإغلاق القناة بين المحرك والمبرد، ويعود سائل التبريد عبر مضخة الماء إلى المحرك، ودورة المحرك الصغيرة. عندما تصل درجة حرارة سائل التبريد إلى القيمة المحددة، يبدأ البارافين في الذوبان ويتحول تدريجيًا إلى سائل، ويزداد الحجم ويضغط على الأنبوب المطاطي لجعله يتقلص. في الوقت نفسه، ينكمش الأنبوب المطاطي ويمارس دفعًا تصاعديًا على قضيب الدفع. يحتوي قضيب الدفع على دفع لأسفل على الصمام لجعل الصمام مفتوحًا. في هذا الوقت، يتدفق سائل التبريد عبر المبرد وصمام منظم الحرارة، ثم يتدفق مرة أخرى إلى المحرك عبر مضخة الماء لدورة كبيرة. يتم ترتيب معظم الترموستات في أنبوب مخرج المياه لرأس الأسطوانة، مما يتميز بالهيكل البسيط وسهولة تفريغ الفقاعات في نظام التبريد؛ العيب هو أن الترموستات غالبًا ما يفتح ويغلق أثناء العمل، مما ينتج عنه ظاهرة التذبذب.
عندما تكون درجة حرارة تشغيل المحرك منخفضة (أقل من 70 درجة مئوية)، يغلق منظم الحرارة تلقائيًا المسار المؤدي إلى المبرد، ويفتح المسار المؤدي إلى مضخة المياه. يدخل ماء التبريد المتدفق من سترة الماء إلى مضخة المياه مباشرة من خلال الخرطوم، ويتم إرساله إلى سترة الماء بواسطة مضخة الماء للتداول. نظرًا لأن ماء التبريد لا يتبدد بواسطة المبرد، يمكن زيادة درجة حرارة تشغيل المحرك بسرعة. عندما تكون درجة حرارة تشغيل المحرك مرتفعة (أعلى من 80 درجة مئوية)، يغلق منظم الحرارة تلقائيًا المسار المؤدي إلى مضخة المياه، ويفتح المسار المؤدي إلى المبرد. يتم تبريد ماء التبريد المتدفق من سترة الماء بواسطة المبرد ثم يتم إرساله إلى سترة الماء بواسطة مضخة الماء، مما يحسن شدة التبريد ويمنع ارتفاع درجة حرارة المحرك. يسمى مسار الدورة هذا بالدورة الكبيرة. عندما تكون درجة حرارة تشغيل المحرك بين 70 درجة مئوية و80 درجة مئوية، توجد دورات كبيرة وصغيرة في نفس الوقت، أي جزء من مياه التبريد للدورة الكبيرة، والجزء الآخر من مياه التبريد للدورة الصغيرة.
وظيفة منظم حرارة السيارة هي إغلاقها قبل أن تصل درجة الحرارة إلى المعدل الطبيعي. في هذه الحالة، يعود سائل تبريد المحرك إلى المحرك بواسطة مضخة الماء، مما يُحدث دورانًا صغيرًا في المحرك لتسخينه بسرعة. عندما تتجاوز درجة الحرارة المعدل الطبيعي، يمكن فتحه، بحيث يمر سائل التبريد عبر حلقة المبرد في الخزان بالكامل لدورة كبيرة، مما يُبدّد الحرارة بسرعة.